丙烯酸甲酯工艺仿真.doc

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1、甲酯生产仿真用户手册北京东方仿真技术有限责任公司2006年8月目录第一章生产原理及工艺特点1第二章生产流程说明4第三章设备一览表6第四章主要操作条件及工艺指标9第五章操作规程12第六章紧急事故处理21第七章串级控制回路24第八章工艺报警及联锁系统26第九章操作界面29附：甲酯装置常见代号及英文缩写37第一章生产原理及工艺特点在该单元中丙烯酸与甲醇反应，生成丙烯酸甲酯，磺酸型离子交换树脂被用作催化剂。1.1酯化反应原理丙烯酸与醇的酯化反应是一种生产有机酯的反应。其反应方程式如下：CH2=CHCOOH+CH

2、3OH<==>CH2=CHCOOCH3+H2O这是一个平衡反应，为使反应有向有利于产品生成的方向进行，采用一些方法，一种方法是用比反应量过量的酸或醇，另一种方法是从反应系统中移除产物。1.2丙烯酸与甲醇的酯化反应（1）酯化反应器的主反应酯化反应器的主反应的化学方程式如下：H+(IER)*CH2=CHCOOH+CH3OH<==>CH2=CHCOOCH3+H2OAAMEOHMA*IER指离子交换树脂（2）酯化反应器的副反应CH2=CHCOOH十2CH3OH———>(CH3O)CH2CH2COOCH3+H2O

3、MPM：(3-甲氧基丙酸甲酯)H+(IER)*2CH2=CHCOOH十CH3OH———>CH2=CHCOOC2H4COOCH3+H2OD-M(3-丙烯酰氧基丙酸甲酯／二聚丙烯酸甲酯)H+(1ER)CH2=CHCOOH+CH3OH———>HOC2H4COOCH3HOPM(3-羟基丙酸甲酯)H+(1ER)CH2=CHCOOH+CH3OH——>CH3OC2H4COOHMPA(3-甲氧基丙酸)H+(1ER)2CH2=CHCOOH———>CH2=CHCOOC2H4COOHD-AA(3·丙烯酰氧基丙酸／二聚丙烯酸)

4、其他副产物是由于原料中的杂质的反应而形成的。典型的丙烯酸中的杂质的反应如下：CH3COOH+R-OH——>CH3COOR十H2OC2H5COOH+R-OH——>C2H5COOR十H2O丙烯酸甲酯的酯化反应在固定床反应器内进行，它是一个可逆反应，本工艺采用酸过量使反应向正方向进行。反应在如下情况下进行：温度：75℃(MA)醇／酸摩尔比：0．75(MA)由于甲酯易于通过蒸馏的方法从丙烯酸中分离出来，从经济性角度，醇的转化率被设在60％-70％的中等程度。未反应的丙烯酸从精制部分被再次循环回反应器后转化为酯。

5、用于甲酯单元的离子交换树脂的恶化因素有：金属离子的玷污、焦油性物质的覆盖、氧化、不可撤回的溶涨等。因此，如果催化剂有意被长期使用，这些因素应引起注意。被金属铁离子玷污导致的不可撤回的溶涨应特别注意。1.3丙烯酸回收丙烯酸回收是利用丙烯酸分馏塔精馏的原理，轻的甲酯、甲醇和水从塔顶蒸出，重的丙烯酸从塔底排出来。1.4醇萃取及回收醇萃取塔利用醇易溶于水的物性，用水将甲酯从主物流中萃取出来，同时萃取液夹带了一些甲酯，再经过醇回收塔，经过精馏，大部分水从塔底排出，甲醇和甲酯从塔顶蒸出，返回反应器循环使用。1.5醇

6、拔头醇拔头塔为精馏塔，利用精馏的原理，将主物流中少部分的醇从塔顶蒸出，含有甲酯和少部分重组分的物流从塔底排出，并进一步分离。1.6酯精制酯精制塔为精馏塔，利用精馏的原理，将主物流从塔顶蒸出，塔底部分重组分返回丙烯酸分馏塔重新回收。第二章生产流程说明2.1丙烯酸甲酯生产流程框图丙烯酸酯化反应器丙烯酸分流塔醇萃取塔醇拔头塔醇提纯塔丙烯酸甲酯醇回收塔甲醇重组分废水薄膜蒸发器2.2丙烯酸甲酯生产流程叙述2.3.1从罐区来的新鲜的丙烯酸和甲醇与从醇回收塔(T140)顶回收的循环的甲醇以及从丙烯酸分馏塔(T110)

7、底回收的经过循环过滤器(FL101)的部分丙烯酸作为混合进料，经过反应预热器(E101)预热到指定温度后送至R101(酯化反应器)进行反应。为了使平衡反应向产品方向移动，同时降低醇回收时的能量消耗，进入R101的丙烯酸克分子数过量。2.3.2从R101排出的产品物料送至T110(丙烯酸分馏塔)。在该塔内，粗丙烯酸甲酯、水、甲醇作为一种均相共沸混合物从塔顶回收，作为主物流进一步提纯，经过E112冷却进入V111(T110回流罐)，在此罐中分为油相和水相，油相由P111A/B抽出，一路作为T110塔顶回流，

8、另一路和由P112A/B抽出的水相一起作为T130(醇萃取塔)的进料。同时，从塔底回收未转化的丙烯酸。2.3.3T110塔底，一部分的丙烯酸及酯的二聚物、多聚物和阻聚剂等重组分送至E114(薄膜蒸发器)分离出丙烯酸，回收到T110中，重组分送至废水处理单元重组分储罐。2.3.4T110的塔顶流出物经E130(醇萃取塔进料冷却器)冷却后被送往T130(醇萃取塔)。由于水-甲醇-甲酯为三元共沸系统，很难通过简单的蒸馏从水和甲醇中分离出甲酯，因此